碳酸钠及熟料激发矿渣胶凝材料胶砂强度研究

碳酸钠及熟料激发矿渣胶凝材料胶砂强度研究

【摘要】本文通过参照相关国家标准试验方法，对不同原材料性能的情况下，碳酸钠-矿渣-熟料胶凝材料的标准胶砂强度进行研究，试验发现一定范围内，矿渣掺量的提高会降低这种胶凝材料的早期强度，但后期强度会随矿渣掺量增加而增加，随熟料细度提高，碳酸钠-矿渣-熟料胶凝材料体系早期强度提高，但影响不显著，随碳酸钠掺量提高，体系早期强度提高，后期强度随碱掺量提高而降低。

【关键词】碳酸钠；矿渣；水泥熟料；碱激发水泥；胶砂强度

0.前言

碱胶凝材料体系相对传统胶凝体系具有高强、快凝、低热、耐久、节能等优点，其工程应用的研究一直是国内外研究者关注的课题。碳酸钠-矿渣-熟料胶凝材料采用无水碳酸钠作为碱性激发剂激发矿渣，与碱矿渣水泥相比，这类碱性水泥系统中引入了一定量的硅酸盐水泥熟料，对矿渣有较好的激发作用，改善碱性水泥的性能，对其物理性能的研究具有重要的现实意义．

1.试验方案设计及原材料选择

1.1试验方案

碳酸钠用量、矿渣掺量对矿渣—熟料胶凝材料物理力学性能影响研究——其它条件一定时，Na2O当量对胶结材标准胶砂强度的影响；木钙等对胶结材强度的影响；采用控制单一指标变化进行试验。

1.2原材料

1.2.1胶凝材料

（1）矿渣，经烘干粉磨至勃氏比表面积412㎡/㎏、670㎡/㎏，活性系数（Al2O3/SiO2）为0.37，碱性系数1.07。

表1.0 矿渣的化学成分

（2）熟料，粉磨至勃氏比表面积457㎡/㎏、517㎡/㎏、620㎡/㎏

1.2.2激发剂及外加剂

（1）无水碳酸钠（分析纯）；（2）木质素磺酸钙，推荐掺量0.2%~0.5%。

表1.1 熟料的化学成分

2.试验结果及分析

2.1矿渣掺量对体系标准胶砂强度影响

实验在矿渣细度为670㎡/㎏，熟料细度为410㎡/㎏时，矿渣掺量为0%～75%（占胶凝材料质量分数），材料3天标准胶砂抗压与抗折强度总体趋势为随矿渣掺量的增加而降低，但在矿渣掺量在30%～70%时，其3天强度变化不显著，抗压强度在18MPa~19MPa内小范围波动。

标准胶砂试件的28天标准胶砂强度在实验掺量范围内总体趋势为随矿渣掺量的增加，标准胶砂抗折及抗压强度增加，抗压强度均在30MPa以上，最大在矿渣掺量为60%时，为41.3MPa；不掺入矿渣时与矿渣掺量为30%时强度相近，均为30MPa；矿渣掺量在40%~70%时，波动范围较小，抗压强度在37MPa ~41.3MPa之间；矿渣掺量达到75%时，标准胶砂抗压强度相对不掺矿渣时高但相对矿渣掺量在40%~70%时有所降低。

随着矿渣掺量的增加，在不同熟料细度情况下，体系3天、28天的标准胶砂抗折与抗压强度均降低。

2.2熟料及矿渣细度对体系标准胶砂强度影响

熟料粉磨至三个等级，分别为457㎡/kg、517㎡/kg、620㎡/kg，总体趋势为强度随细度的增加而提高，但提高的幅度不大。■